生命科学Ⅱ›生物の進化と多様性

生物の進化

Evolution

直観導入 — 進化とは何か?
💡 進化の核心:集団内の対立遺伝子頻度の変化
①進化 ≠「より良くなること」— 遺伝子頻度が世代を通じて「変化」
②抗生物質耐性菌 = 現在進行形の自然選択
③環境に有利な形質を持つ個体がより多く生存·繁殖
④その形質の遺伝子が次世代により多く伝わる
⑤これがダーウィンの自然選択(Natural Selection)
ハーディ·ワインベルグの法則と自然選択
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ハーディ·ワインベルグの法則
p² + 2pq + q² = 1, p + q = 1
遺伝的平衡状態での遺伝子型頻度計算
🔍 選択強度を上げてみよう!
①選択=0:p(A)とq(a)が世代を通じて一定(H-W平衡)
②選択↑:aa遺伝子型が不利 → q(a)減少、p(A)増加
③自然選択が働くとH-W平衡が崩れる
④これが集団レベルの「進化」
遺伝的浮動 — 偶然の力
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💡 なぜ小集団で浮動が大きいか?
①小集団:偶然により遺伝子頻度が大きく変動
②大集団:偶然の効果が相殺され頻度が安定
③ボトルネック効果:集団が急激に縮小後、遺伝的多様性減少
④創始者効果:少数個体が新集団を形成 → 元集団と頻度が異なる
⑤遺伝的浮動はH-W平衡を崩すもう一つの原因
種分化
📐 種分化のメカニズム
①異所的種分化:地理的隔離 → 異なる環境で独立進化
②同所的種分化:同一地域で生殖的隔離発生
③生殖的隔離:交配前隔離(生息地·時間·行動)+ 交配後隔離(雑種不妊)
④十分な時間で遺伝的差異蓄積 → 新種
⑤例:ガラパゴスフィンチのくちばし形の多様化
総まとめ
H-Wの法則
p² + 2pq + q² = 1
p + q = 1 | 5条件すべて満たさないと平衡維持不可
🎯 試験ポイント
①p² + 2pq + q² = 1(遺伝子型頻度計算の基本)
②H-W平衡の5条件:大集団·無作為交配·突然変異/選択/移住なし
③自然選択:方向性·安定化·分断選択
④遺伝的浮動:小集団での偶然による頻度変化
⑤種分化:地理的隔離 → 遺伝的分化 → 生殖的隔離確立